AT518123A2 - Erzeugung von Aluminiumknüppeln - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erlangung von homogenen Knüppeln aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung beim Ausgang einer Gussmatrize (1), wobei die Matrize (1) ein Speisebecken (2) aufweist, zu dem das geschmolzene metallische Material gelangt, wobei von dem Becken (2) das Material durch eine Leitung (3) austritt, in der das Material seine Verfestigung beginnt, wobei um die Leitung (3) die Erzeugung eines sich vorwiegend radial drehenden Magnetfeldes vorgesehen ist, das geeignet ist, um eine Rührbewegung im Metall in der Verfestigungsphase zu erzeugen, um es homogen zu machen, wobei dieses Magnetfeld außerhalb und getrennt von der Leitung (3) erzeugt wird, sowie eine Vorrichtung, die geeignet ist, um ein solches sich drehendes Magnetfeld gemäß der Verfahren zu erzeugen, und eine Matrize, die mit der Vorrichtung versehen ist und in der das Verfahren umgesetzt wird.
Description
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren zur Erzeugung von Aluminiumknüppeln gemäß der Einleitung des Hauptanspruchs. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind eine Vorrichtung, die zur Umsetzung des oben genannten Verfahrens geeignet ist, und eine Matrize, in der dieses Verfahren umgesetzt wird, wobei die Vorrichtung und die Matrize gemäß den entsprechenden unabhängigen Ansprüchen sind.
Wie bekannt ist, sieht das Produktionsverfahren von Aluminiumknüppeln (dieser Begriff umfasst sowohl Knüppel aus im Wesentlichen reinem Aluminium als auch Knüppel aus Aluminiumlegierungen) verschiedene Phasen vor: Die erste Phase umfasst das Schmelzen des Rohstoffs, der von Aluminiumbarren definiert werden kann, in einem Schmelzofen. In Letzterem wird der verflüssigte Rohstoff anschließend mit den üblichen bekannten Zusatzstoffen chemisch behandelt, um eine gewünschte Zusammensetzung zu definieren.
Nach der oben angeführten Phase umfasst das Produktionsverfahren in einer zweiten Phase das Umfüllen der flüssigen Materie (Aluminiumlegierung) in einen Schöpfofen.
In entsprechenden und bekannten Vorrichtungen nach dem oben genannten Ofen werden auch weitere Behandlungen der Legierung in flüssigem Zustand durchgeführt, das heißt Entgasung durch Einblasen von Inertgas (zum Beispiel Stickstoff oder Argon), um den im geschmolzenen Metall vorhandenen Wasserstoff zu entfernen, um zu vermeiden, dass er zu ästhetischen Mängeln und/oder zur Verringerung der mechanischen Eigenschaften der Produkte führen kann. Die Legierung in flüssigem Zustand wird auch einer Filtration unterzogen, zum Beispiel mit Filterelementen aus Keramik, um eventuelle vorhandene nichtmetallische Unreinheiten zu entfernen, die nach der Verschlackung im Ofen verblieben sind und sich auf die ästhetische Erscheinung und die mechanischen Eigenschaften der Endprodukte auswirken könnten.
Ein weiteres Vorgehen, dem die flüssige Materie gewöhnlich unterzogen wird, ist die Kornfeinung, das heißt ein Verfahren, das geeignet ist, um am Ende eine verfestigte Struktur mit einer mittleren Größe des kristallinen Korns unter einem vorbestimmten Wert zu erlangen, gewöhnlich 100-500 gm, zum Vorteil der mechanischen Eigenschaften der Endprodukte. Dies wird zum Beispiel durch Einbringen eines geeigneten Impfstoffs (oder Kristallisationskeims) in die Legierung erreicht, wie zum Beispiel einer Aluminium-Titan-Bor-Mutterlegierung.
Nach der metallurgischen Behandlung wird das flüssige Material in Formen, auch Mehrfachkokillen genannt, gegossen, die gewöhnlich ringförmig sind und einen Gießtisch definieren. In diesen erfolgt die Verfestigung eines Knüppels pro jeder Kokille, die mit einer Matrize endet, zuerst durch den Kontakt mit der Oberfläche von Letzterer, dann durch direkten Kontakt mit einem Kühlwasserstrom während einer Phase des Austretens des noch teilweise geschmolzenen metallischen Metalls aus der jeweiligen Matrize.
Im Besonderen bewegt sich dieses Material in einer Leitung in Verbindung mit einem Speisebecken der Kokille/Matrize, in die Wasser gelangt, das geeignet ist, um die Verfestigung des geschmolzenen Materials zu erleichtern. Um diese Leitung, die gewöhnlich Teil einer Matrizenform ist, ist eine ringförmige Kammer vorhanden, die die Flüssigkeit (Wasser) zur Verfestigung enthält und mit mehreren Kanälen verbunden ist, die sich in der oben genannten Leitung öffnen und in sich die Kühlflüssigkeit führen. Dieser Matrizenform ist gewöhnlich ein elektromagnetischer Rührer oder "Stirrer" zugeordnet.
Genauer gesagt ist der Rührer oder Stirrer gewöhnlich so beschaffen, dass er eine Wicklung vorsieht, in der Strom fließt, der geeignet ist, um eine elektromagnetische Induktion im geschmolzenen Metall zu erzeugen. Aus diesem Grund ist der bekannte Stirrer in der oben genannten ringförmigen Kammer angeordnet; dieser Rührer ist daher um den Bereich der Verfestigung des geschmolzenen Materials (Aluminiumlegierung) angeordnet, sodass er Letzteres in der Verfestigungsphase einer Rührbewegung unterzieht, die in ihm strukturelle Änderungen hervorrufen kann.
Dieses Rühren, das durch das vom Stirrer erzeugte Magnetfeld hervorgerufen wird, wird nicht nur in der Ausgangsleitung der Matrize erzeugt, sondern setzt sich (wenn auch abgeschwächt) auch in das Bad des geschmolzenen Metalls, das im Speisebecken der Form vorhanden ist, bis zur Verfestigungsfront des Knüppels fort. In diesem Bereich nehmen die kristallinen Körner des geschmolzenen Materials zu Beginn der Verfestigung wegen der Rührbewegung, der sie unterzogen werden, eine typische gerundete und nicht dendritische Form an, die sie bis zum Ende der Verfestigung beibehalten und die dem Material typische mechanische und Gleiteigenschaften verleiht. Durch die Wirkung der Rühr- und Drehbewegung, die vom Stirrer auf die kristallinen Körner zu Beginn der Verfestigung übertragen wird, wird außerdem im Bereich der Verfestigungsfront der Knüppel das Wachsen der kristallinen Körner in dendritischer Form verhindert, und sie werden bis zum Ende der Verfestigung kugelförmig geformt.
Auf diese Weise erlaubt die Nutzung des oben erwähnten Magnetfeldes, eine bessere Gleichförmigkeit der Zusammensetzung und der Temperatur innerhalb des Bades selbst und durch die Verfestigungsfront zu erhalten, wodurch mögliche Seigerungseffekte von Legierungselementen vermieden werden, die kalt oder heiß in der Verfestigungsphase in die Struktur gelangt sind. Außerdem wird eine Verringerung der Viskosität der flüssigen und halbfesten Legierung im Bad bei gleichbleibender Temperatur erreicht, mit der Möglichkeit, die Gießtemperatur zu reduzieren und/oder die Schrumpfungskompensation des Materials in der Verfestigungsphase zu verbessern: In beiden Fällen ist die Endwirkung, dass die Gussgeschwindigkeit gesteigert werden kann.
Die Lösung, den Stirrer in der Kammer der Abkühlflüssigkeit (üblicherweise Wasser) eingefügt vorzusehen, hat sich als verbesserungswürdig herausgestellt, da sie verschiedene Nachteile aufweist. Zuallererst ist der Stirrer in das Kühlwasser für den Knüppel eingetaucht, was eine entsprechende elektrische Isolierung dieser Vorrichtung (die eine Reihe von Spulen beinhaltet, in denen starker Strom fließt) von der oben genannten Flüssigkeit erfordert, um offensichtliche Nachteile zu vermeiden, die Probleme im Hinblick auf die elektrische Sicherheit hervorrufen und beträchtliche Schäden an der elektrischen Anlage und am Stromnetz, wo die Erzeugung der Knüppel erfolgt, bis hin zu ihrem kompletten Stillstand anrichten könnten. Um diesem Problem entgegenzuwirken, wird üblicherweise ein Isolationstransformator verwendet, der jedoch viel Platz benötigt, von großer Leistung und daher kostspielig ist. Dies führt auch zu einer Verschlechterung bei der Leistung des Systems und beim Layout der Anlage.
Außerdem muss das Kühlwasser demineralisiert werden (was auf jeden Fall keine vernachlässigbaren Kosten verursacht), um eine kontrollierte Leitfähigkeit (die niemals 200uS/cm übersteigen darf) zu haben, um zu vermeiden, dass das Wasser selbst ein elektrischer Leiter wegen sich des darin befindlichen Stirrers wird.
Zusätzlich arbeiten die bekannten Stirrer oder Rührer oft mit Niederspannung (niedriger als die Netzspannung) und daher mit Strömen von sehr hoher Intensität. Dies bringt die Verwendung von elektrischen Komponenten (Invertern) zur Steuerung und Kontrolle der Stirrer mit sich, die große Abmessungen und hohe Kosten haben, da sie für starke Ströme bemessen sind, die sie kontrollieren müssen. Auch bei diesen Invertern besteht außerdem das Problem, dass sie optimal isoliert werden, um nach wie vor die oben genannten Probleme zu vermeiden, die im Zusammenhang mit dem Rührer hervorgehoben wurden.
Außerdem haben die oben genannten Lösungen im Allgemeinen eine sehr niedrige Effizienz wegen der erforderlichen magnetisierenden Ströme und der Verluste des vom Rührer erzeugten elektromagnetischen Feldes sowie wegen der Erwärmung der Spulen und der jeweiligen Magnetpole aus Elektroblech und der Abschirmung des Rührers. Dazu kommen noch andere Probleme im Zusammenhang mit der Notwendigkeit, den Stirrer (in der Kammer mit der Flüssigkeit zur Kühlung des austretenden Knüppels gelegen) an eine Stromversorgung anzuschließen, und mit der Notwendigkeit, die Wicklungen des Rührers zu kühlen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umsetzung dieses Verfahrens zu schaffen, bei der ein Rührer, der die magnetische Induktion im geschmolzenen Metall nutzt, oder Stirrer verwendet werden, die geeignet sind, um die Erlangung von Knüppeln aus Aluminium oder seinen Legierungen zu ermöglichen, die eine optimale Homogenität haben.
Im Besonderen besteht das Ziel der Erfindung darin, ein Verfahren der oben genannten Art zu schaffen, dessen Umsetzung durch die oben genannte Vorrichtung sehr sicher ist und hohe
Leistungen ermöglicht.
Ein anderes Ziel besteht darin, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, dessen Umsetzung reduzierte Energiekosten im Vergleich zu den analogen bekannten Verfahren hat, sowie eine zur Umsetzung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung, die eine hohe innewohnende Sicherheit und kompakte Abmessungen hat, einfach zu installieren und zu gemäßigten Kosten herzustellen ist.
Ein weiteres Ziel besteht darin, eine Matrize zu bieten, mit der homogene Knüppel durch das oben genannte Verfahren erzielt werden, wobei die Matrize mit der oben genannten Vorrichtung versehen ist.
Diese und andere Ziele, die für einen branchenkundigen Fachmann offensichtlich sind, werden durch ein Verfahren, eine Vorrichtung und eine Matrize gemäß den angeschlossenen Patentansprüchen erreicht.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden rein als Beispiel, aber nicht beschränkend, die folgenden Zeichnungen beigelegt, wobei:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt, die bei einer Matrize für Knüppel Anwendung findet;
Figur 2 eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der Vorrichtung von Figur 1 darstellt;
Figur 3 gemäß der Linie 3-3 von Figur 2 eine Ansicht eines Details der in dieser Figur dargestellten Vorrichtung darstellt;
Figur 4 eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der Vorrichtung von Figur 2 darstellt;
Figur 5 eine seitliche Ansicht der Vorrichtung von Figur 1 und der zugeordneten Matrize darstellt;
Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt, die bei einer entsprechenden Matrize Anwendung findet;
Figur 7 eine Vorderansicht der Vorrichtung und der Matrize von Figur 6 darstellt;
Figur 8 eine seitliche Ansicht der Vorrichtung und der Matrize von Figur 6 darstellt;
Figur 9 eine Ansicht von oben der Vorrichtung und der Matrize von Figur 6 darstellt;
Figur 10 eine perspektivische Explosionsansicht der Vorrichtung und der Matrize von Figur 6 darstellt; und
Figur 11 eine perspektivische Ansicht einer anderen
Ausführungsform der Erfindung darstellt, die auf einer Leitung für den Transport von geschmolzenem Metall zu einer Gussmatrize Anwendung findet.
Unter Bezugnahme auf Figur 1 bis 10 ist eine Matrize einer Gussanlage zur Erzeugung von Knüppeln aus Aluminium (oder Al) und seinen Legierungen im Allgemeinen mit 1 angegeben. Sie ist Teil eines Gießtisches oder einer Gießbank (nicht dargestellt) einer Anlage, in der eine Schmelze aus Aluminium (oder seiner Legierungen) erhalten wird, die mit bekannten Modalitäten und nach anschließenden Behandlungen und Schritten in die Matrizen eingelassen wird, die falls sie mehrfach sind, jeweils eine gleiche Menge an geschmolzenem Metall erhalten.
Die Matrize 1 weist ein Speisebecken 2 auf, das die flüssige Materie aufnimmt und sie zurückhält, wodurch eine Speisehöhe für eine Leitung 3 erzeugt wird (die einen konstanten oder konischen Querschnitt hat), in der der Beginn der Verfestigung eines entsprechenden Knüppels erfolgt (nicht dargestellt) .
Das Speisebecken umfasst ein Gehäuse 5, mit eine Aushöhlung 6, in das die flüssige Materie gelangt (Aluminium oder seine Legierungen): Im Hohlraum 6 erreicht diese Materie eine derartige Menge, sodass sie die oben genannte Höhe erzeugt, um die durchgehende Erzeugung eines Knüppels zu erlauben. Der Körper 5 weist eine Ausgangsöffnung 8 auf (siehe Figur 9) , die den Hohlraum 6 mit der Leitung 3 in Verbindung bringt.
Auf Letzterer ist eine Vorrichtung oder Stirrer 10 vorhanden, die/der geeignet ist, um gemäß der Erfindung ein Magnetfeld zu erzeugen, das sich in der oben genannten Leitung und in dem in Verfestigung befindlichen Material dreht, das in ihr vorhanden ist. Dies erlaubt, das in Verfestigung befindliche Metall zu bewegen und zu homogenisieren, wodurch vermieden wird, dass sich in ihm Agglomerate oder Dendriten bilden, die danach Unregelmäßigkeiten und/oder Schwächungen in den Produkten hervorrufen würden, die mit dem aus der Matrize 1 ausgetreten Knüppel erhalten werden.
Unter Bezugnahme auf Figur 1-5 umfasst die Vorrichtung oder der Stirrer 10 ein ringförmiges, geflanschtes, aufgeschrumpftes Organ 11, das auf jede beliebige bekannte Weise auf der Leitung 3 befestigt und koaxial mit ihr ist. Dieses geflanschte Organ weist in einem Stück einen röhrenförmigen zylindrischen Körper 13 (hohl) auf, der einen Grafitring 13K enthält, der den Durchmesser des austretenden Knüppels bestimmt und auf dem ein sich drehendes Organ 14 angebracht wird. Zwischen dem Organ 14 und dem Körper 13 ist ein weiterer röhrenförmiger Körper 16 angeordnet, dessen Funktion darin besteht, mit dem Körper 13 einen Raum zu bilden, in dem Kühlwasser zur Verfestigung des Knüppels vorhanden ist. Die Hohlräume 13A und 16A der Körper 13 und 16 sind mit der Leitung 3 verbunden und ermöglichen den Austritt der Knüppel aus derselben.
Es sei angemerkt, dass der Durchmesser des Körpers 16 im Vergleich zu den Durchmessern der entsprechenden Körper reduziert ist, die das Volumen für das Kühlwasser für den Knüppel gemäß dem Stand der Technik definieren.
Ein Flansch 17 des Organs 11 trägt in einem gleichen Abstand (zum Beispiel in einem Winkel von 120°, 90° oder anderen Winkeln) mehrere leer drehende Elemente 18. Letztere umfassen eine Stützwelle 20, die in einem entsprechenden Sitz 21 des Flansches 17 auf an sich bekannte Weise befestigt ist (zum Beispiel mit einer Schraube, die sich mit einem in der Welle 20 vorgesehenen Loch verbindet, wobei beide nicht dargestellt sind). Das Stützelement 20 trägt an einem seiner freien Enden ein Rad 22 mit einer ringförmigen Vertiefung 23 in V-Form (oder ähnlich), wobei das Rad auf einem entsprechenden (nicht dargestellten) Lager auf geschrumpft ist, das das Rad von der Welle 20 entkuppelt, wodurch seine freie Drehung ermöglicht wird.
In der Vertiefung 23 liegt und dreht sich ein Rand 25 (formschlüssig mit dieser Vertiefung) eines Rings 28, der bei der Ausführungsform der vorliegenden Figuren mit einem Riemen 29 (oder einer Kette oder einem gleichwertigen Mittel zur Bewegungsübertragung) zusammenarbeitet, der von einem Elektromotor 30 bewegt wird, der neben der Matrize 1 angeordnet ist. Die Elemente 18 führen die Drehung des Rings 28, der von diesem Motor betrieben wird. Der Elektromotor kann ein gewöhnlicher dreiphasiger Standard-Asynchronmotor sein, auch wenn es ein anderer Motor sein kann, zum Beispiel einer mit kompakteren Abmessungen. Dieser Riemen 29 (oder ein gleichwertiges Übertragungsorgan) arbeitet mit einer Fläche 31 dieses Rings 28 zusammen. Diese Lösung ermöglicht eine optimale Steuerung der Drehung des Rings 28 durch den Motor 30.
Im Ring 28 ist ein ringförmiges Element 35 angeordnet, das mehrere Permanentmagneten 36 aus seltenen Erden trägt, die einen hohen magnetischen Grad haben, vorzugsweise aus Neodym-Eisen-Bor. Diese Magneten 36 haben eine präzise Form, Polarität und Abmessungen. Sie sind in entsprechende Sitze 38 eines Teils 37 dieses Elements eingefügt (eingeklebt) , die im Körper 39 dieses Teils vorgesehen sind, und zueinander in gleichen Winkeln angeordnet. Der Teil 37 und die Magneten werden geharzt und bilden einen einzigen Körper. Zum Beispiel ist jeder Magnet rund 20° / 30° vom anderen entfernt, berechnet in der Mitte des ringförmigen Elements. Der Teil 37 dieses Elements 35 ist torsional durch Interferenz (oder mechanisch zum Beispiel mit Keil) an einem zweiten Teil 40 aus ferromagnetischem Metall dieses Elements befestigt.
Metallringe 41 und 42, einer innen am ringförmigen Element 35, der andere außerhalb davon, sind vorgesehen, um das von den Magneten des ringförmigen Elements 35 erzeugte Magnetfeld zu schließen, ein Magnetfeld, das im Inneren der Leitung 3 vorhanden ist, da das ringförmige Element 35 in den Ring 28 eingefügt ist, der seinerseits drehend an den konzentrischen und überlagerten Körpern 13 und 16 angebracht ist, die auf der Leitung 3 eingefügt sind.
Mit der Betätigung des Motors 30 versetzt der Riemen 2 9 den Ring 28 in Drehung, und damit kommt es zur Drehung des ringförmigen Elements 35. Dazu kommt es, da Letzteres mit mindestens einem Keil 50, der in einen Sitz 51 eingefügt ist, der an der Außenfläche 52 des zweiten Teils 40 des Elements 35 selbst vorgesehen ist, mit der Innenfläche 53 dieses Rings 28 (der selbstverständlich ebenfalls einen Sitz 55 für diesen Keil 50 aufweist) verbunden ist; dazu kommt der Ring 41, frontal zu diesem Ring angeordnet und an ihm mit (nicht dargestellten) Schrauben befestigt, die mit Sitzen 56 und 60 des Ringes 28 beziehungsweise des Ringes 41 Zusammenarbeiten.
Wie erwähnt, versetzt die Betätigung des Motors das ringförmige Element 35, auch in zwei Richtungen und alternierend, um eine Längsachse der Leitung 3 in Drehung. Dieses Element 35 erzeugt daher ein Magnetfeld, das sich um die Leitung 3 und in der Matrize dreht 1. Das von den Magneten erzeugte Magnetfeld ist senkrecht (das heißt radial) zu dem in Verfestigung befindlichen Material angeordnet. Dieses Feld erfasst den Knüppel in der Verfestigungsphase, der auf diese Weise homogen gemacht wird, analog dazu, wie es bereits mit dem Magnetfeld erfolgt, das von einem Rührer gemäß dem Stand der Technik erzeugt wird. Im Gegensatz zu Letzterem sind die Organe, die die Erzeugung und die Bewegung dieses Feldes ermöglichen, außerhalb der Matrize, einfach auf Letzterer anzubringen und nicht in die Kühlflüssigkeit (Wasser) für den Knüppel eingetaucht. Außerdem erfasst das vom ringförmigen Element 35 erzeugte Magnetfeld den Knüppel mit minimalen Verlusten und Abschwächungen, im Gegensatz zu den bekannten Lösungen. Dies ist eben deswegen der Fall, weil es außerhalb der Matrize erzeugt wird. Dank der Drehung des Magnetfeldes wird eine größere "Neudurchmischung" des Aluminiums in der Matrize erzielt, mit folglicher besserer Homogenisierung des Metalls in der Verfestigungsphase. Dies erlaubt, Knüppel mit hoher Festigkeit und Reinheit zu erhalten, wobei Unregelmäßigkeiten im Inneren im gesamten Querschnitt praktisch nicht vorhanden sind.
Es sei angemerkt, dass ein Motor 30 mit entsprechender Leistung mehrere Riemen 29 in Drehung versetzen kann, wobei jeder geeignet ist, um mit einem entsprechenden Ring 28 zusammenzuarbeiten, der einem ringförmigen Element 35 zugeordnet ist, das die Permanentmagneten 36 trägt und auf dem Körper 13 einer entsprechenden Form angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein einziger Motor mehrere Gruppen von Stirrern 10 aktivieren. Dies erlaubt, den Platz, der von mehreren, in einer Gießerei nebeneinanderliegenden Matrizen 1, denen entsprechende magnetische Stirrer 10 zugeordnet sind, eingenommen wird, begrenzt zu halten.
Eine Variante der Erfindung ist in Figur 6-10 dargestellt, wo Teile, die jenen in den zuvor beschriebenen Figuren entsprechen, mit denselben Referenznummern angegeben sind. Bei der vorliegenden Lösung weist die Vorrichtung oder Stirrer 10 keinen äußeren Elektromotor auf, sondern der ringförmige, koaxiale Elektromotor wird durch Teile dieser Vorrichtung definiert. Im Besonderen wird ein koaxialer Elektromotor 70 von an sich bekannter Art vorgesehen, dessen Stator mit dem Flansch 17 des ringförmigen Organs 11 fest verbunden ist, wobei der Motor direkt von nicht dargestellten elektrischen Verbindungen gespeist wird. Der Motor umfasst einen äußeren Statorring 701, der mit Gewindestiften 71 direkt mit dem Organ 11 verbunden ist. Im Motor 70 ist ein innerer Statorring 702 angeordnet, und, auf dem röhrenförmigen Körper drehend, der an diesem Organ 11 befestigt ist, ein eigener Rotor 703 des Motors 70. In Letzterem ist ein Rotor 72 positioniert, der die Permanentmagneten 36 trägt, ein äußerer Ring 41 ist am Flansch 17 mit Gewindestiften 73 befestigt. Der äußere Statorring 701 trägt die (nicht dargestellte) Stromversorgung für den Motor 70.
Der Rotor 72 umfasst den Teil 37, der die Magneten 36 trägt, und den weiter oben beschriebenen Teil 40.
Wenn der Motor 70 entsprechend gesteuert wird (zum Beispiel in Frequenz) , erhält man die Drehung des Rotors mit variablen Umdrehungen und daher der Frequenz des Magnetfeldes, das von den Magneten im Inneren des Rotors erzeugt wird.
Es sei angemerkt, dass der Motor 70 beispielsweise auf an sich bekannte Weise mit Glykol gekühlt wird.
Die Lösung von Figur 6-10 ist kompakter als jene von Figur 1-5, da ein von der Vorrichtung 10 getrennter Elektromotor, die diesbezüglichen Antriebsriemen und die zuvor dargestellten Zusatzelemente nicht vorgesehen sind. Letzterer kann daher als "selbstenthalten" bezeichnet werden, da er in sich sowohl die
Mittel umfasst, die das Magnetfeld des Stirrers erzeugen, als auch die Mittel, die es in Drehung versetzen.
In Figur 11 ist eine weitere Variante der Erfindung dargestellt, bei der einer oder mehrere "ringförmige" Stirrer (in diesem Fall zwei), die von einem oder mehreren Elektromotoren 30 angetrieben werden (im Fall von Figur 11 wird jeder Stirrer 10 von einem eigenen Motor angetrieben), um eine Leitung 200 angeordnet sind, die das geschmolzene Metall zu einer (nicht dargestellten) entsprechenden Matrize bringt.
Im vorliegenden Fall ermöglicht die Wirkung jedes Stirrers 10 auf das in der Leitung 200 vorhandene Metall, das Metall selbst zu "homogenisieren", noch bevor es in die Form tritt. Diese Lösung in Figur 11 kann in Verbindung oder nicht in Verbindung mit jenen verwendet werden, die in Figur 1-10 beschrieben sind.
Jeder Stirrer 10 von Figur 11 ist vollkommen analog zu jenem, der unter Bezugnahme auf Figur 1-5 beschrieben wird, aber selbstverständlich kann auch die Ausführungsform von Figur 6-10 verwendet werden. Wenn mehrere Stirrer oder Vorrichtungen 10, die zur Erzeugung eines sich im geschmolzenen Metall drehenden Magnetfeldes geeignet sind, auf der Leitung 200 vorgesehen sind, können sie sich auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und in unterschiedliche Richtungen drehen. Die letztgenannte Möglichkeit erhöht die Fähigkeit der Homogenisierung des Materials.
Es wurde eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Der branchenkundige Techniker kann jedoch abgesehen von der vorhergehenden Beschreibung weitere Ausführungsformen erzielen, indem er das, was den Gegenstand der Erfindung bildet, wie in den nachfolgenden Ansprüchen angeführt ist, verwendet.
Claims (17)
- PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zur Erlangung von homogenen Knüppeln aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung beim Ausgang einer Gussmatrize (1), wobei die Matrize (1) ein Speisebecken (2) aufweist, zu dem das geschmolzene metallische Material gelangt, wobei von dem Becken (2) das Material durch eine Leitung (3) austritt, in der das Material seine Verfestigung beginnt, wobei um die Leitung (3) die Erzeugung eines sich drehenden Magnetfeldes vorgesehen ist, das geeignet ist, um eine Rührbewegung im Metall in der Verfestigungsphase zu erzeugen, um es homogen zu machen, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, auf dieser Leitung (3) und außerhalb davon ein bewegliches ringförmiges Organ (35, 72) anzubringen, das mehrere Permanentmagneten (36) trägt und ein Magnetfeld mit radialem Fluss erzeugt, dieses ringförmige bewegliche Organ (35, 72) um eine Längsachse (W) der oben genannten Leitung (3) in Drehung zu versetzen, sodass das Magnetfeld erzeugt wird, das sich durch die Permanentmagneten dreht, wobei in dieses Magnetfeld das in der Verfestigungsphase befindliche Metall getaucht ist, das aus der Form in der Leitung austritt
- 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des ringförmigen Organs (35) außerhalb von Letzterem gesteuert wird.
- 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des ringförmigen Organs (72) von Antriebsmitteln (70) gesteuert wird, die um die oben genannte Leitung (3) und um das Organ angeordnet sind.
- 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des beweglichen, ringförmigen Organs (35) um die Leitung (3) geführt wird.
- 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, ein sich drehendes Magnetfeld mit radialem Fluss in einer Leitung (200) zu erzeugen, die das geschmolzene metallische Material zur Form (1) führt.
- 6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieses sich drehende Magnetfeld von mindestens einem ersten beweglichen, ringförmigen Organ (28) erzeugt wird, das ein entsprechendes zweites ringförmiges Organ (35) enthält, das das Magnetfeld mit Permanentmagneten erzeugt, die von dem zweiten ringförmigen Organ getragen werden.
- 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Magnetfeld von mehreren Organen erzeugt wird, die das sich in verschiedenen Geschwindigkeiten drehende Magnetfeld erzeugen, wobei jedes Organ Permanentmagneten trägt.
- 8. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes, das sich in einem Metall in der Verfestigungsphase dreht, wie Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, sodass homogene Knüppel beim Ausgang einer Gussmatrize (1) erhalten werden, wobei die Matrize (1) ein Speisebecken (2) aufweist, zu dem das geschmolzene metallische Material gelangt, wobei von dem Becken (2) das Material durch eine Leitung (3) austritt, in der das Material seine Verfestigung beginnt, wobei um die Leitung (3) die Erzeugung eines sich drehenden Magnetfeldes mit radialem Fluss vorgesehen ist, das geeignet ist, um eine Rührbewegung im Metall in der Verfestigungsphase zu erzeugen, um es homogen zu machen, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (35, 72) umfasst, die Permanentmagneten (36) tragen, die zur Erzeugung eines Magnetfeldes geeignet sind, wobei die Mittel zur Erzeugung des Magnetfeldes (35, 72) um eine Längsachse (W) der Leitung (3) angeordnet und beweglich sind, wobei die Erzeugungsmittel funktional Antriebsmitteln (30, 70) ihrer Drehung um die Achse (W) zugeordnet sind, wobei die Erzeugungsmittel und die Antriebsmittel (30, 70) physikalisch von der Matrize (1) und der Leitung (3) getrennt sind.
- 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung des Magnetfeldes ein ringförmiges Organ (14, 72) umfassen, das mehrere entsprechend geformte Permanentmagneten (36) trägt und um die Leitung beweglich um die Längsachse (W) von Letzterer angeordnet ist.
- 10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel ein Elektromotor (30) sind, der funktional mit einem Organ zur Übertragung der Bewegung auf das Organ (14) verbunden ist, das sich um die Leitung (3) dreht.
- 11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsorgan ein Riemen oder eine Kette (29) ist, der/die mit einer Fläche (31) eines Rings (28) zusammenarbeitet, der das Organ (14) enthält, das die Magneten (36) trägt, wobei der Ring (28) sich auf geführte Weise auf sich frei drehenden Stützelementen (18) bewegt, die an einem ringförmigen, geflanschten Organ (11) befestigt sind, das um die Leitung (3) der Matrize (1) angeordnet ist, wobei das die Magneten tragende Organ (14) torsional fest verbunden mit dem Ring ist.
- 12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das die Magnete tragende Organ (14) mit Metallringen (41, 42) zusammenarbeitet, einem inneren und einem äußeren im Hinblick auf das Organ (14), die geeignet sind, um das Magnetfeld zu schließen, das von den Permanentmagneten (36) erzeugt wird, die Letzteres trägt.
- 13. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel ein koaxialer Elektromotor (70) in Ringform sind, konzentrisch zum ringförmigen Organ (72), das die Permanentmagneten (36) trägt, wobei der Elektromotor (70) elektrisch gespeist wird, sodass er die Drehbewegung des Organs (72) um die Leitung (3) ermöglicht.
- 14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (70) das die Magneten tragende Organ (14) enthält, das als magnetischer Rotor fungiert, wobei der Elektromotor (70) mit einem ringförmigen, geflanschten Organ (11) fest verbunden ist, das auf der Leitung (3) der Form befestigt ist.
- 15. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die sich frei drehenden Stützelemente (18) in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei jedes sich frei drehende Stützelement (18) vorzugsweise eine Welle (20) umfasst, die fest verbunden mit dem ringförmigen, geflanschten Organ (11) ist, das ein Rad (22) mit ringförmiger Vertiefung (23) trägt, das geeignet ist, um einen Rand des entsprechenden sich drehenden Elements (28, 41) aufzunehmen.
- 16. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (10) vorgesehen sind, die zur Erzeugung eines Magnetfeldes geeignet sind, das sich in einer Leitung (200) dreht, in dem geschmolzenes metallisches Metall in Richtung Form (1) fließt.
- 17. Form (1) zur Erlangung eines Knüppels aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die ein Speisebecken (2) umfasst, zu dem das geschmolzene metallische Metall gelangt, wobei Letzteres vom Becken durch eine Leitung (3) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 8 umfasst, die zur Umsetzung der Verfahren gemäß Anspruch 1 geeignet ist.
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